سئوال .انواع گیت

[kumars]

انواع گیت در مدار منطقی را نام ببرید با مثال

[sahan]

گیت های منطقی
گیت های منطقی در حقیقت یک مدار الکترونیکی است که یک یا چند ورودی و فقط یک خروجی دارد. شکل زیر بلوک دیاگرام دروازه منطقی را نشان می دهد.

۱۶

گیت های منطقی یک خروجی دارند و چند ورودی که خروجی آن ها بسته به ورودی آن های تغییر می کند و در وضعیت Low یا High قرار می گیرد.

گیت های منطقی دو گروه هستند ، گیت های پایه و گیت های ترکیبی که از گیت های پای ساخته می شوند. گیت هایی که در زیر بیان می کنیم دارای دو ورودی هستند و می توانند بیشتر از یک ورودی نیز داشته باشند.

دروازه های منطقی پایه
۱- گیت OR ( یا )

ساختمان گیت OR با دو ورودی را با استفاده از دیود ایده آل در شکل زیر مشاهده می کنید:

۱۷

در مدار شکل بالا که ساختمان دیودی گیت OR را نشان می دهد ، اگر به هر دو ورودی A و B ولتاژ Low را اعمال کنیم ، دیود ها به حالت قطع می روند و خروجی مدار در حالت Low قرار می گیرد. همچنین اگر یکی از ورودی ها را در حالت High قرار دهیم و دیگری را در حالت Low قرار دهیم خروجی در حالت High قرار می گیرد. حال اگر هر دو ورودی را در حالت high قرار دهیم ، خروجی در حالت High قرار می گیرد.

۱۸

پس نتیجه گرفتیم در این گیت ، خروجی گیت رمانی در وضعیت ۱ قرار می گیرد که دست کم یکی از ورودی های آن در وضعیت ۱ منطقی قرار گیرند.

در شکل زیر نماد استاندارد بین المللی و آمریکایی گیت OR را مشاهده می کنید:

۱۹

همچنین در استاندارد انگلیسی نماد گیت OR به صورت زیر است :

۲۰
برای هر گیت می توان جدول صحت یا جدول درستی تعریف کرد و مقادیر ورودی و خروجی را براساس صفر و یک منطقی در آن نشان داد.

۲۱
برای اینکه نشان دهیم متغیر A و متغیر B با یکدیگر OR شده اند ، از رابطه زیر استفاده می کنیم :

۲۲
یک دروازه OR می تواند بیش از دو ورودی داشته باشد ، برای مثال در شکل زیر شما مدار معادل کلیدی و نماد گیت OR با سه ورودی را مشاهده می کنید :

۲۳

همانطور که در جلسه قبل گفته شد ، گیت های منطقی به صورت آی سی های در وازه منطقی وجود دارند و به صورت یک پکیج در آی سی موجود اند. در شکل زیر شما IC Gate OR را مشاهده می کنید:

۲۴۲

دیتا شیت این آی سی رو می توانید از لینک زیر دانلود کنید :

Datasheet 7432
۲- گیت AND ( و )

ساختمان گیت AND را با دو ورودی با استفاده از دیود مشاهده می کنید:

۲۵

در این مدار در حالتی که یکی از دیود ها وصل باشد خروجی در حالت Low قرار می گیرد و فقط در صورتی خروجی در حالت High قرار می گیرد که دو کلید باز باشند یا در واقع ولتاژ ۵ ولت را به جای کلید ها قرار دهیم. مانند شکل زیر:

۲۶
پس با توجه به مدار دیودی این گیت می توانیم یک جدول صحت برای این مدار تعریف کنیم :

۲۷
در شکل زیر گیت AND را با نماد بین المللی و آمریکایی مشاهده می کنید:

۲۸
همچنین نماد گیت AND را در استاندارد انگلیسی مشاهده می کنید:

۲۹
در قسمت زیر جدول صحت گیت OR را مشاهده می کنید. در این گیت زمانی خروجی برابر ۱ می شود که تمام ورودی ها ۱ باشند و در غیر این صورت خروجی برابر صفر است.

۳۰

برای نشان دادن این که دو متغیر AND شده اند به طور زیر عمل می کنیم :

۳۱
یک دروازه AND می تواند بیش از دو ورودی داشته باشد ؛ برای مثال در شکل زیر یک دروازه با سه ورودی ، همراه با مدار معادل کلیدی آن را مشاهده می کنید.

۳۲
در شکل زیر جدول صحت گیت AND با سه ورودی را مشاهده می کنید:

۳۳
در شکل زیر آی سی گیت AND با دو ورودی را مشاهده می کنید :

۳۴۲

دیتا شیت ایت آی سی رو می تونید از لینک زیر دانلود کنید:

Datasheet 7408
۳- گیت NOT (نه)

مدار معادل این گیت را در شکل زیر مشاهده می کنید:

۳۵

با توجه به مدار معادل این گیت می توانیم عملکرد گیت NOT را بررسی کنیم. هنگامی که ولتاژ ورودی این مدار صفر باشد ترانزیستور خاموش بوده و مانند کلید قطع عمل می کند. در این شرایط ولتاژ خروجی که همان ولتاژ کلکتور امیتر ترانزیستور است برابر VCC می باشد. اما با دادن ولتاژ به بیس ترانزیستور ، ترانزیستور روشن شده و مانند کلید بسته عمل می کند. در این شرایط ولتاژ کلکتور امیتر ترانزیستور حدود ۰٫۲ولت می باشد و در نتیجه خروجی در حالت LOW قرار می گیرد.

در شکل زیر جدول صحت این مدار را مشاهده می کنید:

۳۶
همانطور که مشاهده می کنید ، در این گیت خروجی عکس ورودی است.

۳۷
در شکل زیر نماد دروازه منطقی NOT را مشاهده می کنید:

۳۸
در شکل زیر نماد گیت OR را در استاندارد انگلیسی مشاهده می کنید :

۳۹
در شکل زیر آی سی گیت NOT را مشاهده می کنید :

۴۰۲

دیتاشیت این آی سی رو می تونید از لینک زیر دانلود کنید :

Datasheet 7404


دروازه های منطقی ترکیبی
با ترکیب برخی از دروازه های اساسی با یکدیگر دروازه های منطقی جدیدی ساخته می شوند که در ساخت مدار های الکترونیکی دیجیتالی و کامپیوتری می توانند بسیار مفید باشند. از مزایای دروازه های ترکیبی این است که به جای دو یا چند دروازه اساسی می توانیم فقط از یک دروازه استفاده کنیم.

۱- دروازه منطقی NAND ( Not AND )

دروازه منطقی NAND از ترکیب دروازه AND ،NOT بوجود می آید. به عبارت دیگر ابتدا ورودی های این دو دروازه با یکدیگر AND می شوند و حاصل آن NOT می شود.
در شکل زیر عمکرد گیت NAND را مشاهده می کنید:

۴۱
در شکل زیر نماد بین المللی گیت NAND را مشاهده می کنید :

۴۲
در شکل زیر نماد انگلیسی گیت NAND را مشاهده می کنید :

۴۳
در جدول زیر ، جدول صحت گیت NAND را مشاهده می کنید :

۴۴

همانطور که در جدول بالا مشاهده می کنید خروجی دروازه منطقی در حالتی که حداقل یکی از ورودی ها در حالت ۰باشد ، در حالت ۱ منطقی قرار می گیرد.
این گیت نیز می تواند مانند گیت AND بیش از دو ورودی داشته باشد. در شکل زیر گیت NAND را با سه ورودی مشاهده می کنید:

۴۵
در زیر جدول صحت گیت NAND با سه ورودی را مشاهده می کنید :

۴۶
در شکل زیر آی سی گیت NAND را مشاهده می کنید :

۴۷۲

دیتاشیت این آی سی رو می تونید از لینک زیر دانلود کنید :

Datasheet 7400


۲ – دروازه منطقی NOR ( Not OR )

دروازه منطقی NOR از ترکیب دروازه های OR و NOT بوجود می آید. به عبارت دیگر ، ابتدا ورودی های این دروازه منطقی با یکدیگر OR می شوند و حاصل آن ( صفر یا یک است ) را NOT می کنند.

در شکل زیر عملکرد دروازه NOR را مشاهده می کنید :

۴۸

برای ساده شدن ترسیم دروازه منطقی NOR می توان به جای شکل بالا از نماد زیر استفاده کرد :

۴۹
در استاندارد انگلیسی از نماد زیر برای گیت NOR استفاده می کنند :

۵۰
در جدول زیر ، جدول صحت گیت OR را مشاهده می کنید :

۵۱

همانطور که در جدول بالا مشاهده می کنید در این گیت زمانی خروجی یک می باشد که ورودی های آن صفر باشند.
این گیت نیز می تواند بیش از دو ورودی داشته باشد. در زیر گیت OR را با سه ورودی به همراه جدول صحت مشاهده می کنید :

۵۲

۵۳
در شکل زیر آی سی گیت NOR با دو ورودی را مشاهده می کنید :

۵۴۲

دیتاشیت این آی سی رو می تونید از لینک زیر دانلود کنید :